C++基础(九)-引用

1. 引用概念

c++中新增了引用的概念，引用可以作为一个已定义变量的别名。引用是c++对c的重要扩充。在c/c++中指针的作用基本都是一样的，但是c++增加了另外一种给函数传递地址的途径，这就是按引用传递(pass-by-reference)，它也存在于其他一些编程语言中，并不是c++的发明。

1.  变量名实质上是一段连续内存空间的别名，是一个标号(门牌号)

2. 程序中通过变量来申请并命名内存空间

3. 通过变量的名字可以使用存储空间

基本语法:

Type& ref = val;

注意事项：

1. &在此不是求地址运算，而是起标识作用。

2. 类型标识符是指目标变量的类型

3. 必须在声明引用变量时进行初始化。

4. 引用初始化之后不能改变。

5. 不能有NULL引用。必须确保引用是和一块合法的存储单元关联。

6. 建立对数组的引用。

 

//1. 认识引用void test01(){     int a = 10;    //给变量a取一个别名b    int& b = a; //int * const b = &a;    cout << "a:" << a << endl;    cout << "b:" << b << endl;    cout << "------------" << endl;    //操作b就相当于操作a本身    b = 100;    cout << "a:" << a << endl;    cout << "b:" << b << endl;    cout << "------------" << endl;    //一个变量可以有n个别名    int& c = a;    c = 200;    cout << "a:" << a << endl;    cout << "b:" << b << endl;    cout << "c:" << c << endl;    cout << "------------" << endl;    //a,b,c的地址都是相同的    cout << "a:" << &a << endl;    cout << "b:" << &b << endl;    cout << "c:" << &c << endl;}//2. 使用引用注意事项void test02(){    //1) 引用必须初始化    //int& ref; //报错:必须初始化引用    //2) 引用一旦初始化，不能改变引用    int a = 10;    int b = 20;    int& ref = a;    ref = b; //不能改变引用}

建立数组引用:

 //1. 建立数组引用方法一    typedef int ArrRef[10];    int arr[10];    ArrRef& aRef = arr;    for (int i = 0; i < 10;i ++){        aRef[i] = i+1;    }    for (int i = 0; i < 10;i++){        cout << arr[i] << " ";    }    cout << endl;    //2. 建立数组引用方法二    int(&f)[10] = arr;    for (int i = 0; i < 10; i++){        f[i] = i+10;    }    for (int i = 0; i < 10; i++){        cout << arr[i] << " ";    }    cout << endl;

2. 指针引用

Type* pointer = NULL; Type*& = pointer;

例子：

struct Teacher{    int mAge;};//指针间接修改teacher的年龄void AllocateAndInitByPointer(Teacher** teacher){    *teacher = (Teacher*)malloc(sizeof(Teacher));    (*teacher)->mAge = 200; }//引用修改teacher年龄void AllocateAndInitByReference(Teacher*& teacher){    teacher->mAge = 300;}void test(){    //创建Teacher    Teacher* teacher = NULL;    //指针间接赋值    AllocateAndInitByPointer(&teacher);    cout << "AllocateAndInitByPointer:" << teacher->mAge << endl;    //引用赋值,将teacher本身传到ChangeAgeByReference函数中    AllocateAndInitByReference(teacher);    cout << "AllocateAndInitByReference:" << teacher->mAge << endl;    free(teacher);}

对于c++中的定义那个，语法清晰多了。函数参数变成指针的引用，用不着取得指针的地址。

3. 常量引用

常量引用的定义格式:

const Type& ref = val;

常量引用注意：

1. 字面量不能赋给引用，但是可以赋给const引用

2. const修饰的引用，不能修改。

void test01(){    int a = 100;    const int& aRef = a; //此时aRef就是a    //aRef = 200; 不能通过aRef的值    a = 100; //OK    cout << "a:" << a << endl;    cout << "aRef:" << aRef << endl;}void test02(){    //不能把一个字面量赋给引用    //int& ref = 100;    //但是可以把一个字面量赋给常引用    const int& ref = 100; //int temp = 200; const int& ret = temp;}

4. 引用是什么？

C++标准只规定了引用的语义，并没有规定引用如何实现。在大部分编译器中引用在C++内部是通过常量指针来实现，因此引用所占空间大小与指针大小相同，只是这个过程由编译器内部实现，对用户不可见。

//发现是引用，转换为 int* const ref = &a;void testFunc(int& ref){    ref = 100; // ref是引用，转换为*ref = 100}int main(){    int a = 10;    int& aRef = a; //自动转换为int* const aRef = &a;这也能说明引用为什么必须初始化    aRef = 20; //内部发现aRef是引用，自动帮我们转换为: *aRef = 20;    cout << "a:" << a << endl;    cout << "aRef:" << aRef << endl;    testFunc(a);    return EXIT_SUCCESS;}

5.  引用优点

1. 引用不产生新的变量，减少形参与实参传递时的开销;

2. 由于引用可能导致实参随形参改变而改变，将其定义为常量引用可以消除这种副作用;

3. 不存在空值的引用，意味着我们在使用引用的时候不需要判断是否为NULL,一定程度上提升了效率;

4. 引用传递的性质像是指针传递，但是书写方式像值传递，引用的语法要比指针的语法更加易读和操作，指针能做的事情，引用也能做

了解: 在什么情况下使用指针，在什么情况下使用引用呢？

考虑到存在不指向任何对象的情况下；

可能在不同的情况下指向不同的对象，那么应该使用指针；

如果总是指向一个对象，且一旦初始化不会改变指向，那么应该用引用。

C++主张用引用传递取代地址传递的方式，因为引用语法容易且不易出错

很多同学可能有疑问，为什么C++中有了指针这种操作，还要提供引用。那么原因是C++为了兼容C语言，所以在C++中保留了C语言的指针，那引用是为了什么？在C++中支持运算符重载，那么引用设计的初衷是为了支持运算符重载。有些运算符在有些情况下不得不使用引用。一般情况下，指针和引用是可以直接互换的。

6. 什么时候使用引用

最常见看见引用的地方是在函数参数和返回值中。如果从函数中返回一个引用，必须像从函数中返回一个指针一样对待。当函数返回值时，引用关联的内存一定要存在。

引用作为其它变量的别名而存在，因此在一些场合可以代替指针。

1. 不能返回局部变量的引用。

2. 函数当左值，必须返回引用。

//返回局部变量引用int& TestFun01(){    int a = 10; //局部变量    return a;}//返回静态变量引用int& TestFunc02(){    static int a = 20;    cout << "static int a : " << a << endl;    return a;}int main(){    //不能返回局部变量的引用    int& ret01 = TestFun01();    //如果函数做左值，那么必须返回引用    TestFunc02();    TestFunc02() = 100;    TestFunc02();     return EXIT_SUCCESS;}

如果希望实参随着形参的改变而改变，那么使用一般的引用，如果不希望实参随着形参改变，那么使用常引用。

//const int& param防止函数中意外修改数据void ShowVal(constint& param){    cout << "param:" << param << endl;}